способ автоматического повторного включения линии электропередачи

Формула изобретения

Способ автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи (ЛЭП), при котором АПВ производится в случае положительного результата диагностики состояния ЛЭП, отличающийся тем, что диагностику состояния ЛЭП проводят путем приема и анализа на каждой фазе непрерывных высокочастотных сигналов, содержащих, по меньшей мере, один информативный признак работоспособности ЛЭП или наличия устойчивого повреждения, при этом прием и анализ высокочастотных сигналов осуществляют на одном конце линии, а информативные признаки формируют на основе собственных и взаимных сопротивлений фаз ЛЭП на разных частотах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для линий электропередачи (ЛЭП), например, переменного тока.

Известен способ пуска автоматического повторного включения (АПВ) ЛЭП [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.9], при котором пуск АПВ производится в момент посылки команды на отключение возникшего к.з. и осуществляется органами, фиксирующими возникновение повреждения, как правило, устройствами релейной защиты, производящими отключение выключателей поврежденной линии.

Недостатком такого способа пуска является то, что он обеспечивает повторное включение только при аварийных отключениях, которые имеют место вследствие действия релейной защиты.

От указанного недостатка свободен другой способ, предусматривающий пуск устройства АПВ ЛЭП после аварийного отключения выключателя [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.9].

Недостатком обоих способов пука АПВ ЛЭП является высокая вероятность неуспешных включений.

Успешность АПВ воздушных ЛЭП по данным, представленным в [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.6], составляет: 60-75% при первом повторном включении, 10-15% при втором, 1.5-3% при третьем. В другой литературе [Справочник по релейной защите / Под общей редакцией М.А.Берковича. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. стр.476] успешность АПВ ЛЭП и шин оценивается 75-85%.

Указанного недостатка лишена линия электропередачи сверх - и ультравысокого напряжения [Патент РФ № 1072734, МПК6 H02J 3/00, Н02Н 3/06, опубл. 20.03.1995], оборудованная на каждом конце высоковольтным выключателем, блоком автоматического шунтирования фазы (АШВ) линии на землю и содержащая трансформаторы тока и напряжения в каждой фазе линии, к выходам которых подключены входы блока релейной защиты БРЗ, выход которого соединен с входом блока однофазного автоматического повторного включения линии (ОАПВ), отключающий выход которого соединен с выходом блока пофазного управления автоматическим шунтированием фазы (БПУ АФШ) и с отключающим входом блока управления высоковольтным выключателем (БУВ), включающий выход ОАПВ через логический элемент И подключен к включающему входу БУВ, на второй вход элемента И включен фиксирующий отключение выход БПУ АШФ, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности повторного включения линии, она снабжена блоком измерения расстояния до места повреждения (БИР), блоком уставки напряжения (БУ), источником трехфазного напряжения промышленной частоты (ИТН), соединенным с блоком регулирования величины и фазы напряжения промышленной частоты (БР), блоком задержки (БЗ), который включен между отключающим выходом ОАПВ и входом БИР, соединенным с выходом БРЗ, выход БИР соединен с аналогичным входом БУ, выход которого подключен к входу установки БР, включенного в нулевой провод АШФ, таковой вход и вход напряжения БУ присоединены соответственно к выходам трансформаторов тока и напряжения, вход фиксации поврежденной базы БУ присоединен к отключающему выходу ОАПВ, выход отсутствия повреждения БИР подключен к третьему входу элемента И.

Блок измерения расстояния (БИР) до места повреждения линии электропередачи, участвующий в пуске АПВ, выполнен на основе односторонних импульсных методов определения места повреждения (ОМП) [Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий электропередачи импульсными методами. - М.: «Энергия», 1968], например на базе ранее выпускавшихся промышленностью устройств типа ЛИДА.

Однако недостатком использования импульсных методов является небольшая дальность (ОМП), ограниченная энергией излучаемого в линию сигнала. При этом повышение мощности излучения может приводить к пробоям, нарушению электромагнитной совместимости работающего оборудования и другим последствиям. Повышение длительности излучаемого сигнала ухудшает точностные характеристики импульсных методов, а также увеличивает «слепую зону». «Слепая зона» или зона нечувствительности связана с необходимостью блокирования приемного устройства БИР на момент излучения импульсного сигнала в линию. Поэтому обнаружения повреждений на малых дальностях от места установки БИР не происходит.

Отмеченные недостатки уменьшают область ОМП ЛЭП и в конечном итоге -вероятность успешного АПВ ЛЭП. При этом неуспешное включение приводит к неоправданному увеличению числа к.з. в сети и, как следствие, развитию повреждений оборудования, необходимости восполнения ресурса выключателей за счет ремонтов, особенно при многократных АПВ [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969., стр.10].

Известно устройство для проверки исправности отключенной высоковольтной линии электропередачи [Свид. СССР № 799073, МПК 3 Н02Н 11/00, Н02Н 3/06, опубл. 23.01.1981], в котором предусмотрена возможность генерирования в линию высокочастотных сигналов для проверки наличия-отсутствия повреждения в дальней зоне. Однако в данном случае высокочастотный сигнал характеризуется «слабой» информативностью, являясь, по сути, только элементом синхронизации работы двух полукомплектов, расположенных на разных концах линии.

В качестве прототипа выбран способ автоматического повторного включения линии электропередачи [Свид. СССР № 943957, МПК 3 Н02Н 3/06, опубл. 15.07.1982], при котором в случае однофазного короткого замыкания отключают поврежденную фазу и повторное включение осуществляют только в случае самоустранения повреждения. Данный способ позволяет увеличить долю успешных автоматических повторных включений, но только при однофазных коротких замыканиях. Между тем, перечень возможных повреждений гораздо шире, например двухфазные (междуфазные), двухфазные на землю, трехфазные на землю и без земли. Опыт эксплуатации воздушных ЛЭП свидетельствует о возможных поэтапных вариантах развития аварий, когда однофазное короткое замыкание переходит в двухфазное, а затем возможен и вариант трехфазного короткого замыкания.

Задача изобретения - повышение вероятности успешного АПВ ЛЭП.

Указанная задача решается способом автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи (ЛЭП), при котором АПВ производится в случае положительного результата диагностики состояния ЛЭП, в котором диагностику состояния ЛЭП проводят путем приема и анализа на каждой фазе непрерывных высокочастотных сигналов, содержащих, по меньшей мере, один информативный признак работоспособности ЛЭП или наличия устойчивого повреждения, при этом прием и анализ высокочастотных сигналов осуществляют на одном конце линии, а информативные признаки формируют на основе собственных и взаимных сопротивлений фаз ЛЭП на разных частотах.

Методы измерения характеристик ЛЭП, изложенные, например, в литературе [Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д. Метод симметричных составляющих. Применение к анализу несимметричных электрических сетей. - Л-М.: Главная редакция энергетической литературы, 1936], применимы и в полной мере сохраняют свои диагностические свойства на высоких частотах, отличных от значений промышленной частоты (50 Гц). Поэтому,используя ВЧ-присоединение ЛЭП, можно проводить односторонние измерения, например, комплексного сопротивления (сопротивлений) ЛЭП с помощью генерируемого в линию непрерывного гармонического сигнала. Кроме того, измерение характеристик ЛЭП на высоких частотах можно проводить и без излучения в ЛЭП высокочастотных сигналов. Для этого можно использовать высокочастотные шумы, наводимые сторонними источниками электромагнитного излучения. По характеристикам комплексного сопротивления (сопротивлений) на высокой частоте, используя дистанционный принцип релейной защиты [Циглер Г. Цифровая дистанционная защита: принципы и применение. - Перевод с англ. Под ред. Дьяконова А.Ф. - М.: Энергоиздат.2005], можно судить о наличии повреждения ЛЭП.

Энергия непрерывного излучения по сравнению с импульсным, при одинаковой амплитуде, определяемая как произведение мощности на длительность излучения, значительно больше, поэтому применение такого способа возможно на больших дальностях. Реализация способа позволяет исключить ранее указанные «слепые зоны», обеспечить комплексную диагностику всей ЛЭП при любых типах повреждений, а также сократить аппаратурные затраты.